DE2539377C2 - Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser nach dem Belebtschlammverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur biolofischen Reinigung von Abwasser nach dem Belebtichlammverfahren, die aus einem in der Draufsicht gesehen kreisförmigen Becken besteht, das durch eine Tauchwand in einen zentrisch gelegenen Belüftungsraum und einen diesen ringförmig umgebenden, im Längsschnitt gesehen dreiecksförmig ausgebildeten Nachklärraum aufgeteilt ist. Innerhalb des Belüftungsraumes ist dabei ein Hochleistungskreisel angeordnet, der mit einem Steigrohr versehen ist, das kurz oberhalb der Beckensohle endet und an das mehrere radial und waagerecht verlaufende Rohrleitungen angeschlossen sind, die höhenverstellbar im Bereich der Wasseroberfläche im Nachklärraum enden.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der deutschen Patentschrift 1281367 bekannt und wird von der Fachwelt oft als Essener Becken bezeichnet. Diese Vorrichtung hat sich als Kompaktkläranlage in der Praxis gut bewährt. Der sich an der Wasseroberfläche des Nachklarraumes der Vorrichtung abscheidende Schwimmschlamm wird dabei durch die bereits erwähnten, an das Steigrohr des Hochleistungskreisels angeschlossenen, radial und waagerecht verlaufenden Rohrleitungen abgezogen, die höhenverstellbar im Bereich der Wasseroberfläche des Nachklarraumes enden. Der Schwimmschlamm sowie teilweise auch Schlamm aus der Filterschlammschicht im Nachklärraum gelangt infolge des im Steigrohr herrschenden Unterdruckes in den Belüftungsraum zurück. Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht jedoch darin, daß trotz der bisher durchgeführten Maßnahmen keine sichere und kontrollierbare Schlammrückführung aus der Füterschlammschicht des Nachklarraumes in den Belüftungsraum möglich ist.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung im Hinblick auf eine mögliche Schlammrückführung aus dem Nachklärraum in den Belüftungsraum so zu verbessern, daß kontrollierbare Schlammrücklaufraten zwischen 80 und L0Q% erzielt werden können.

Dieses Ziel wird erreicht durch eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß im Bereich des Nachklärraumes an die waagerecht verlaufenden Rohrleitungen senkrechte Saugrohre angeschlossen sind, die jeweils in einem im unteren Teil des Nachklarraumes angeordneten Schlammeinlauftrichter enden und daß im Bereich des Belüftungsraumes senkrechte Bremsbleche an den waagerecht verlaufenden Rohrleitungen befestigt sind, die sich bis in die Nähe der Tauchwand erstrecken und die dicht unterhalb der Wasseroberfläche enden.

Bei der erfindungsgemäßen Verrichtung ist also vorgesehen, daß die bislang für den Schwimmschlammabzug nicht optimal genutzte Saugleitung des Hochleistungskreisels für die Schlammrückführung in der Weise genutzt wird, daß durch die senkrechten Saugrohre Schlamm aus dem Schlammeinlauftrichter angesaugt und über die waagerecht verlaufenden Rohrleitungen und das Steigrohr in den Belüftungsraum zurückgeführt wird. Der Schlammeinlauf trichter verhindert dabei einerseits eine Kurzschlußströmung zwischen dem Belüftungsraum und den Saugrohren und ermöglicht andererseits eine gewisse Schlammeindickung und erleichtert so die Rückführung der besonders aktiven leichteren Belebtschlammflocken aus der oberen Hälfte der Füterschlammschicht.

Durch diese Schlammrückführung wird dem Hochleistungskreisel natürlich zusätzlich Energie entzogen. Damit jedoch dadurch die Umwälzleistung des Kreisels im Belüftungsraum nicht zu stark beeinträchtigt wird, wird man diesen durch die Schlammrückführung bedingten Energieverlust durch eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit des Hochleistungskreisels auszugleichen versuchen. Auf Grund der runden Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung bewirkt diese Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit jedoch im Belüftungsraum im erhöhten Maße die Ausbildung einer Rotationsströmung des Abwassers. Durch diese von der Fachwelt oft auch als Teetasseneffekt bezeichnete Erscheinung kann unter Umständen der Sauerstoffeintrag bis auf etwa SO % der ursprünglichen Maximalleistung absinken. Bisher hat man dieser Erscheinung dadurch abzuhelfen versucht, daß man die Eintauchtiefe des Hochleistungskreisels vergrößerte. Dies setzt aber das Vorhandensein eines höhenverstellbaren Getriebes für den Kreisel voraus. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nun zusätzlich vorgesehen, daß im Bereich des Belüftungsraumes senkrechte Bremsbleche an den waagerechten Rohrleitungen befestigt sind, die sich bis in die Nähe der Tauchwand erstrecken und die dicht unterhalb der Wasseroberfläche enden. Durch diese Bremsbleche wird die Ausbildung einer Rotationsströmung des Abwassers im Belüftungsraum wirksam verhindert. Die Umwälzleistung des Kreisels kann daher bei der

erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne weiteres im erforderlichen Maße durch Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit verstärkt werden, ohne daß die den Sauerstoffeintrag beeinträchtigende Rotationsströmung auftritt. Ein hohenverslellbares Getriebe ist deshalb bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht erforderlich.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll nachfolgend an Hand der Figuren weiter erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt und

Fig. 2 eine Draufsicht.

Die in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Vorrichtung besteht aus dem in der Draufsicht gesehen kreisförmigen Becken 1, das durch die Tauchwand 2 in den Belüftungsraum 3 und den diesen ringförmig umgebenden Nachklärraum 4 aufgeteilt ist. Im Zentrum des Belüftungsraumes 3 ist der Hochkistungskreisel 5 mit dem Steigrohr 6 angeordnet. Der Hochleistungskreisel 5 wird von dem auf einer Betriebsbrücke 7 montierten Elektromotor 8 über ein Getriebe angetrieben. Das Steigrohr 6 ist auf der Abstützung 9 montiert. Durch die Rotation des Hochleistungskreisels wird das Abwasser in Form eines Parabelbogens zentralsymmetrisch über die Wasseroberfläche 10 geschleudert, worauf es im Becken in einer schraubeniinienförmigen Bewegung wieder nach unten gelangt und von dort in das Steigrohr zurückfließen kaiin. Der im Steigrohr vom Hochleistungskreisel erzeugte Unterdruck- oder Injektoreffekt bewirkt schließlich, daß das Abwasser wieder in den Rotationsbereich des Hochleistungskreisels zurückgelangt und erneut über die Wasseroberfläche geschleudert wird. Durch diese Umwälzbewegung des Abwassers wird verhindert, daß sich der bei der Belüftung gebildete Belebtschlamm auf der Beckensohle absetzt. Das bei der Belüftung gebildete Belebtschlamm-Abwassergemisch dringt durch den ringförmigen Spalt 11 von unten in den Nachklärraum 4 ein, wobei sich die Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers nach oben wegen der konischen Erweiterung des Nachklärraumes ständig verringert, so daß eine Schlammsedimentierung eintreten kann. Es bildet sich im Nachklärraum eine FiI-terschlammsnhicht von ausreichender Dicke aus, aus der nach oben das gereinigte Abwasser klar austreten soll und dann in die Ablaufrinnen 12 und 13 gelangt. Gleichzeitig sinken die koagulierten größeren Flocken der Filterschlammschicht entgegen der Wasserbewegung wieder nach unten und gelangen wenigstens teilweise durch den ringförmigen Spalt 11 zurück in den Belüftungsraum, wo sie erneut in den Kreislauf des Belebtschlamm-Abwassergemisches einbezogen werden.

An das Steigrohr 6 sind mehrere, radial und waagerecht verlaufende Rohrleitungen 14 angeschlossen, die vermittels der Überlaufvorrichtungen 15 höhenverstellbar im Bereich der Wasseroberfläche 10 im Nachklärraum 4 enden. In diesen Rohrleitungen entsteht dabei infolge der aufwärts gerichteten Bewegung des Wassers im Steigrohr ein Sog, durch den der bei mineralisierender oder stabilisierender Fahrweise des Belüftungsbeckens gebildete Schwimmschlamm über die Überlaufvorrichtung 15 zum Teil von der Wasseroberfläche im Nachklärraum abgesaugt wird. Da normalerweise mehrere Rohrleitungen 14 - beispielsweise drei oder vier - vorgesehen sind, können diese gleichzeitig auch als Stützelemente zur Erhöhung der Standfestigkeit des Steigrohres dienen.

Bei der dargestellten Vorrichtung ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, daß an die Rohrleitungen 14 im Bereich des Nachklärraumes 4 die senkrechten Saugrohre 16 angeschlossen sind. Diese sind unten

5 offen und enden in der Spitze der darunter liegenden Schlammeinlauftrichter 17. Der Schlamm im Nachklärraum fließt auf Grund des durch die Schlammabsaugung in den Saugrohren 16 hervorgerufenen Konzentrationsgefälles über eine größere Entfernung in

^Jo die Schlammeinlauftrichter 17. In Abhängigkeit von der Beckengröße genügt es daher, wenn die Zahl der Schlammeinlauftrichter 17 und Saugrohre 16 entsprechend der Zahl der Rohrleitungen 14 begrenzt ist. Durch die Saugrohre 16 gelangt der abgesaugte

»5 Schlamm, der aus der Filterschlammschicht im Nachklärraum 4 stammt, über die Rohrleitungen 14 und das Steigrohr 6 zurück in den Belüftungsraum 3. Je nach Beckengröße und Anzahl der Schlammabzüge können dabei Schlammrücklauf raten zwischen 80 und

*° 100% erzielt werden. Selbstverständlich kann der Schlammrücklauf auch durch in den Abbildungen nicht dargestellte Regeleinrichtungen, die in der Rohrleitung 14 bzw. im Saugrohr 16 installiert sind, z. B. durch Ventile oder Absperrschieber, in geeigneter Weise gesteuert und kontrolliert werden. Zu dem auf die beschriebene Art und Weise zurückgeführten Schlamm kommt noch jene bereits weiter oben erwähnte Schlammenge, die durch den ringförmigen Spalt 11 aus dem Nachklärraum 4 in den Belüftungsraum 3 zurückfließt. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich deshalb insgesamt zumindest die gleichen Schlammrücklaufraten erzielen, wie sie mit konventionellen Kläranlagesystemen erreicht werden.

Auf den Rohrleitungen 14 sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung außerdem im Bereich des Belüftungsraumes 3 die Bremsflächen 18 befestigt, die dicht unterhalb der Wasseroberfläche 10 enden und durch die das Auftreten einer Rotationsströmung des Abwassers im Belüftungsraum 3 unterbunden wird. Auf die Notwendigkeit dieser Bremsflächen speziell im vorliegenden Falle ist bereits weiter oben eingegangen worden.

Die in Fig. 2 dargestellte Draufsicht, die im etwas

kleineren Maßstab als die Fig. 1 ausgeführt ist, läßt erkennen, daß bei der als Ausführungsbeispiel gewählten Vorrichtung insgesamt vier Schlammabzüge vorgesehen sind, die in symmetrischer Anordnung gleichmäßig über den Beckenumfang verteilt sind. Die Bezugszeichen haben dabei die gleiche Bedeutung wie in Fig. 1. Zusätzlich erkennt man in der Draufsicht noch den Zulaufdüker 19 und die Leitung 20 für den Abwasserzulauf, die Leitungen 21 und 22 für den Abwasserablauf sowie die Leitung 23 für die Überschuß-Schlammentnahme aus dem Nachklärraum 4.

Wegen der symmetrische 1 Anordnung sind die Bezugszeichen in beiden Figur :n jeweils nur in der rechten Bildhälfte eingetragen worden.

Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß für ihre Realisierung nur verhältnismäßig geringfügige konstruktive Veränderungen erforderlich sind, so daß auch bereits vorhandene Essener Becken älterer Bauart ohne großen Aufwand in eine erfindungsgemäße Vorrichtung umgebaut werden können. Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird, bedingt durch die Schlammabsaugung, eine Überalterung der Filterschlammschicht im Nachklärraum vermieden, da die

leichteren Belebtschlammflocken rechtzeitig genug aus dem oberen Bereich der Filterschlammschicht nach unten abgezogen werden. Dadurch wird die Bildung von Schwimmschlamm im Nachklärraum stark verringert, und die Filterschlammschicht wird nur in Extremfällen so hoch rutschen, daß die Gefahr eines Schlammabtriebes über den Abwasserabfluß besteht. Der Schwimmschlammabzug über die Überlaufvorrichtung 15 braucht daher nur in Ausnahmefällen in Aktion zu treten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser nach dem Belebtschlammverfahren, bestehend aus einem in der Draufsicht gesehen kreisförmigen Becken, das durch eine Tauchwand in einen zentrisch gelegenen Belüftungsraum und einen diesen ringförmig umgebenden, im Längsschnitt gesehen drejecksförmig ausgebildeten Nachklärraum'aufgeteilt ist!, sowie einem, im Belüftungsraum angeordneten und mit einem kurz oberhalb der Beckensohle endenden Steigrohr ausgestatteten Hochleistungskreisel, wobei an das Steigrohr mehrere radial und waagerecht verlaa- *5 fende Rohrleitungen angeschlossen sind, die höhenverstellbar im Bereich der Wasseroberfläche im Nachklärraum enden, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Nachklänaumes (4) an die waagerecht verlaufenden Rohrleitungen *" (14) senkrechte Saugrohrc (16) angeschlossen sind, die jeweils in einem im unteren Teil des Nachklarraumes (4) angeordneten Schlammeinlauftrichter (17) enden und daß im Bereich des Belüftungsraumes (3) senkrechte Bremsbleche *5 (18) an den waagerecht verlaufenden Rohrleitungen (14) befestigt sind, die sich bis in die Nähe der Tauchwand (2) erstrecken und die dicht unterhalb der Wasseroberfläche (10) enden

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der waagerecht verkaufenden Rohrleitung (14) und/oder dem Saugrohr (16) geeignete Regeleinrichtungen, beispielsweise Ventile oder Absperrschieber, vorgesehen sind.

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